CN109561459A - 一种海上vhf频段自组织网络数据传输系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种海上VHF频段自组织网络数据传输系统及方法,系统包括接口转换模块、协议控制模块以及信息传输模块;数据传输模块满足ITU‑R M.2092、ITU‑R M.1371协议标准中针对物理层要求,其以从属的方式通过询问、应答的方式实现与协议控制模块控制数据交互;协议控制模块依据协议标准要求实现时隙接入控制、传输帧形成与解析等功能。接口转换模块实现与外部设备连接、数据存储、接口转换等功能。以协议控制模块为主,其他两个模块为从完成自组织网络数据传输设备的各项功能,并通过状态码周期性的记录产品工作状态与结果。
Description
技术领域
本发明涉及岸基、海面上自组织通信网络信息传输系统,属于天地基信息一体化技术领域。
背景技术
伴随着航运事业的快速发展与进步,船舶航行安全成为近年来技术发展的重点方向,国际海事组织(International Maritime Organization,以下简称IMO)提出了e-Navigation(电子航海)战略,其中核心部分为身份自动识别系统(AIS)以及其改进型VHF数据交换系统(VDES),其集通信、导航、监管于一体的“泊位到泊位”的全时态服务能力收到的广泛的关注。AIS系统主要产品集中于一些发达国家,如德国、英国、丹麦、挪威、美国、加拿大,以及亚洲的日本和韩国等设计、生产,我国尚未相关全系统产品设计、研制经验。
现有专利、论文等文献关注的重点主要在于两个方面:一方面是港口管理、路径优化等业务实现方案;另一方面是传输信道研究、物理层传输实现、路由协议设计等信息传输处理过程等设备间传输链路构建方案。涉及VHF频段自组织网络数据传输系统内部实现方法、协调工作方案、故障判断等内容尚无明确文献公开。目前实现VHF频段通信功能的系统主要存在以下问题:
(1)现有产品为一体化设计方案,产品测试、升级等日常维护工作中,需要整机进行拆装,产品维修、更新等操作复杂,在AIS/VDES系统作为航行必备条件的今天,较为复杂的维护工序限制了船舶航行条件的具备。
(2)现有文献中未提及产品内部的协调工作机制,未针对多种时分多址接入方式复合的半双工通信系统进行适应性设计,系统内协调工作流程复杂,各部分关联较大。
(3)现有设备方案中,信息传输部分工作状态监控、故障状态快速排查方案考虑较少,通常为宏观参数或慢速变化参数,不能在系统工作时针对不停变化的状态进行监控,这降低了时分多址通信系统的故障排查、定位效率。
发明内容
本发明的目的在于:克服现有技术的不足,提供一种海上VHF频段自组织网络数据传输系统及方法。该系统可以利用模块化、系列化的方案满足ITU1371、ITU2092标准的信息传输要求。同时该系统具备简洁、高效的内部协调机制与高效、清晰的工作状态检测能力。
本发明的技术方案是:
一种海上VHF频段自组织网络数据传输系统,其特征在于:包括接口转换模块、协议控制模块以及信息传输模块;
接口转换模块实现系统与外部设备连接、数据存储、参数记录与配置、传输接口协议转换;
协议控制模块实现海上VHF频段自组织网络数据传输系统的链路层、网络层操作,同时进行设备状态监控、传输网络容量分析,通过主从的方式与信息传输模块协调工作;
信息传输模块实现海上VHF频段自组织网络数据传输系统的物理层操作,通过从属的方式与协议控制模块协调工作,包括发送通道、接收通道。
所述信息传输模块具备在VHF频段多个要求信道的信号收发、处理能力。
一种海上VHF频段自组织网络数据传输方法,步骤如下:
1)海上VHF频段自组织网络数据传输系统上电后进行系统初始化,
2)当外部系统配置海上VHF频段自组织网络数据传输系统参数时,接口转换模块接收外系统的配置指令后,解析、存储其中内容后,待协议控制模块周期查询时更新相关参数;
3)海上VHF频段自组织网络数据传输系统通过接口转换模块获取外部传感器测量数据,经协议转换后发送至协议控制模块,协议控制模块依据ITU1371、ITU2092标准调整传输时隙、传输周期以及电文内容;
4)海上VHF频段自组织网络数据传输系统接收数据电文;
5)海上VHF频段自组织网络数据传输系统进行数据电文发送流程,并确定发送的数据电文与对应的发送时刻。
所述步骤1)中系统初始化流程如下:
1.1)接口转换模块读取存储的海上VHF频段自组织网络数据传输系统的记录数据,包括状态、配置、身份;同时向外部系统发送记录数据更新申请,若外部系统有反馈,则更新自身相关数据,否则保留原有数据;
1.2)协议控制模块发起身份数据查询业务,向接口转换模块询问海上VHF频段自组织网络数据传输系统的状态、配置、身份,接口转换模块回复相关信息后,依据获得的数据依据ITU1371、ITU2092协议配置传输周期、身份标示、占用时隙后等待一分钟;
1.3)在协议控制模块等待的一分钟内,信息传输模块在系统全部信道中进行监听,当接收、解调获取到电文时,则向协议控制模块发送数据传输中断,协议控制模块读取该中断后通过查询、反馈的方式实现接收的电文以及接收时信号质量、工作时隙的上报工作;
1.4)协议控制模块接收解析信息传输模块获取的电文,获取其中内容后通过接口转换模块发送至外部系统,同时结合各电文的信号质量以及其工作时隙参数获取时隙占用情况,进而获取自身工作时隙;
1.5)待一分钟后,海上VHF频段自组织网络数据传输系统初始化完成,开展正常工作。
所述步骤4)海上VHF频段自组织网络数据传输系统数据电文接收流程如下:
4.1)信息传输模块在系统工作的各个信道中,依据时隙划分要求进行实时检测,捕获到接收信号后,将接收到的电文信息存入缓存并向协议控制模块发送中断;
4.2)协议控制模块接收到4.1)步骤中提到的中断后,向信息传输模块发送接收通道状态查询指令;
4.3)信息传输模块接收到4.2)步骤中提到的接收通道状态查询指令后,信息传输模块将接收信道状态打包存入对应寄存器,接收通道状态包含接收电文长度与存储缓存位置,并向协议控制模块发送中断;
4.4)协议控制模块接收到4.3)步骤中提到的中断后,在接收通道状态寄存器中读取接收电文长度与存储位置信息,并依据电文长度与存储缓存位置信息读取对应缓存中存储的电文;
4.5)协议控制模块恢复接收到的电文,并依据ITU1371、ITU2092中要求进行解析、处理,并经接口转换模块发送至外部系统实现显示、记录;当接收到的电文需要回复时,协议控制模块依据ITU1371、ITU2092中要求形成回复电文,通过数据发送流程交由信息传输模块进行发送。
所述步骤5)中,当出现如下情况时,海上VHF频段自组织网络数据传输系统进行数据电文发送流程,情况如下:
a)当海上VHF频段自组织网络数据传输系统依据ITU1371、ITU2092中要求周期定时发送自身静态、动态数据时,系统生成对应电文、使用时隙进行发送流程;
b)当海上VHF频段自组织网络数据传输系统通过接口转换模块接收到外部系统的数据发送指令与内容时,系统生成对应电文、使用时隙进行发送流程;
c)当海上VHF频段自组织网络数据传输系统接收到步骤4.5)中接收到的需要回复的电文时,系统生成对应电文、使用时隙进行发送流程;
d)当存在多个需要发送的电文时,依据需要发送电文的优先级、其使用时隙以及信道状态进行延时传输。
所述步骤5)中海上VHF频段自组织网络数据传输系统数据发送流程如下:
5.1)依据步骤5)确定发送电文与发送对应时刻后,协议控制模块提前若干时隙向信息传输模块发送读取发射通道状态指令;
5.2)信息传输模块接收到步骤5.1)中发送的读取发射通道状态指令后,准备发送通道状态数据,存入制定的寄存器中,向协议控制模块发送中断信号;
5.3)协议控制模块接收到步骤5.2)中发送的中断信号后,读取发送通道状态,若选择的发送通道忙则等待下一个时刻重复执行5.1)~5.2)步骤,若选择的发送通道空闲则向信息传输模块发送投递发送数据及调制指令;
5.4)信息传输模块接收步骤5.3)中发送的投递发送数据及调制指令后,选择对应信道与调制编码方案,并依据调制编码方案针对传输电文进行预处理;
5.5)确定传输时隙前一个时隙开始时,协议控制模块向信息传输模块发送读取发射通道状态指令,重复步骤5.2);
5.6)协议控制模块接收到步骤5.2)中发送的中断信号后,取发送通道状态,若选择的发送通道处于预处理中状态时,等待一段时间后重复步骤5.5)、5.6);若选择的发送通道处于等待发送指令状态时,且步骤5.5)、5.6)持续时间未超过一个时隙,协议控制模块向信息传输模块发送下一时隙立即发送数据指令,如果步骤5.5)、5.6)持续时间超过一个时隙,则放弃本次发送,协议控制模块与信息传输模块复位;
5.7)信息传输模块接收到步骤5.6)中发送下一时隙立即发送数据指令后,在下一个时隙开始时刻进行传输预处理后的电文调制、发送。
海上VHF频段自组织网络数据传输系统正常工作状态时,周期性依次检测是否有配置更新、外部传感器参数是否变化、是否有电文发送、是否有电文接收四项内容,如出现对应情况则执行对应流程。
步骤6)中所述如出现对应情况则执行对应流程具体对应关系如下:
6a当有配置更新时,对应返回步骤2);
6b当外部传感器参数发生变化时,对应返回步骤3);
6c当有电文接收时,对应返回步骤4);
6d当有电文发送时,对应返回步骤5)。
所述海上VHF频段自组织网络数据传输系统工作过程中,协议控制模块周期记录工作状态参数,记录周期为每时隙5次。
本发明相比现有技术具有以下优点:
(1)本发明提出了一种海上VHF频段自组织网络数据传输系统,通过层次化、主从式系统设计方案与协调工作流程,实现系统模块化、产品系列化设计,增强设备快速测试、快速维修能力,主从式的工作流程可有效实现设备模块化、系列化设计,在有效借助通信行业技术优势的同时形成了控制协议灵活更新的能力,有效满足了市场针对设备快速测试、快速维修的需求。
(2)本发明提出了一种适应ITU-R M.2092、ITU-R M.1371标准的VHF频段自组织网络数据传输系统内部协调工作流程,简化系统内部信息交互流程。
(3)本发明提出了一种海上VHF频段自组织网络数据传输系统状态记录方法,有效满足了监听接入方式半双工信息传输系统工作状态准确、高效记录的需求,实现了设备快速测试、故障准去定位的能力。
附图说明
图1是本发明一种海上VHF频段自组织网络数据传输系统组成框图。
图2是本发明一种海上VHF频段自组织网络数据传输系统上电工作流程图。
图3是本发明一种海上VHF频段自组织网络数据传输系统正式工作流程图。
图4是本发明一种海上VHF频段自组织网络数据传输系统电文发送简略流程图。
图5是本发明一种海上VHF频段自组织网络数据传输系统电文接收流程图。
具体实施方式
本发明针对现有技术的不足,提出一种海上VHF频段自组织网络数据传输系统。该自组织网络系统将各种功能规核化设计,形成相对独立的接口转换模块、协议控制模块以及信息传输模块,形成了标准化的设备方案、有效提高产品更新换代、集成、测试、维护效率。
1)如图1所示,本发明提出的海上VHF频段自组织网络数据传输系统,包括:接口转换模块、协议控制模块以及信息传输模块。
1.1接口转换模块实现海上VHF频段自组织网络数据传输系统对外接口、数据存储、参数记录与配置、传输接口协议转换等功能。
系统对外接口需建立与外部系统、外部传感器、外部导航接收机三类设备间双向信息传输接口。
具备的数据存储功能用于记录与外部系统间数据交互内容。
具备的参数记录与配置功能用于记录海上VHF频段自组织网络数据传输系统的身份、运行、承载等信息,实现身份识别、静态数据生成功能;
具备的传输接口协议转换功能实现将外部系统、传感器、导航接收机数据统一转化成协议控制模块适应的数据格式。
1.2协议控制模块实现海上VHF频段自组织网络数据传输系统的链路层、网络层相关的协议控制操作,例如时隙接入控制、传输帧形成与解析等,同时具备设备状态监控、传输网络容量分析的功能,通过主从的方式与信息传输模块协调工作。协议控制模块作为海上VHF频段自组织网络数据传输系统内部主题控制,其他模块在协议控制模块的询问、控制下进行协同操作。
协议控制操作包括电文生成、接入控制与差错控制功能,依据传输电文的需求利用不同的时分多址方式生成该电文的接入时隙,并校验传输电文的正确性、合法性;
设备状态监控针对海上VHF频段自组织网络数据传输系统的天线连接状态、天线输出状态、设备工作温度、设备供电状态等关键参数进行测量、记录、预警。
传输网络容量分析针对区域内全部海上VHF频段自组织网络数据传输系统所使用时隙、信道资源进行统计,为接入控制、信道使用提供决策依据。
1.3信息传输模块实现海上VHF频段自组织网络数据传输系统的物理层相关操作,信息传输模块分为发送通道、接收通道。
发送通道为独立通道,具备依据控制参数(调制编码方式、频点、传输速率)、控制指令、控制时隙进行电文发送能力;
接收通道分为六个通道(接收通道1、接收通道2、接收通道3、接收通道4、接收通道5、接收通道6),针对特定的频点具备同时独立接收能力。
2)海上VHF频段自组织网络数据传输系统的工作流程如图2所示。
2.1海上VHF频段自组织网络数据传输系统上电后,接口转换模块读取其存储的系统的状态、配置、身份等记录数据,并向外部系统发送读取的数据,实现通知外部系统海上VHF频段自组织网络数据传输系统工作状态功能,并同时完成状态、配置、身份等信息的查询、更新功能。
2.2协议控制模块在上电后持续向接口转换模块询问状态、配置、身份等信息的,协议控制模块控制海上VHF频段自组织网络数据传输系统保持监听状态一分钟。
2.3在上述时间(一分钟)内,信息传输模块接收通道工作,在全部系统信道中监听其他用户发送信号情况,其他用户发送信号时,信息传输模块接收、解调恢复其传输电文并同时获取信号质量以及其工作时隙参数,报给协议控制模块,具体传输过程详见步骤5.
2.4协议控制模块获取相关电文,依据ITU1371、ITU2092标准进行解析,将获取的信息按需处理的同时,结合一分钟接收到的多电文信号质量、工作时隙确定自身不同信息的发送时隙。
2.5在步骤2.3中提到的一分钟结束后,系统上电流程完成,开始正常工作。
3)外部系统可以通过信息交互的方式实现海上VHF频段自组织网络数据传输系统参数(设备识别码、身份等相关信息)的更改、配置。外部系统将上述信息发送给接口转换模块后,接口转换模块后更新对应参数,待协议控制模块周期查询后实现海上VHF频段自组织网络数据传输系统相关参数更新功能。
4)海上VHF频段自组织网络数据传输系统通过接口转换模块获取外部传感器测量数据,经协议转换后发送至协议控制模块,协议控制模块判断测量数据状态,依据TU1371、ITU2092标准调整传输时隙、传输周期、电文内容等。
5)海上VHF频段自组织网络数据传输系统数据接收流程如图5所示,具体如下:
5.1信息传输模块在系统工作的各个信道中,依据时隙划分要求进行实时检测,捕获到接收信号后,将接收到的电文信息存入缓存并向协议控制模块发送中断;
5.2协议控制模块接收到5.1步骤中提到的中断后,向信息传输模块发送接收通道状态查询指令(指令序号0x02);
5.3信息传输模块接收到5.2步骤中提到的接收通道状态查询指令(指令序号0x02)后,信息传输模块将接收信道状态(数据序号0x03)打包存入对应寄存器,接收通道状态包含接收电文长度与存储缓存位置,并向协议控制模块发送中断;
5.4协议控制模块接收到5.3步骤中提到的中断后,在接收通道状态寄存器中读取接收电文长度与存储位置信息,并依据电文长度与存储缓存位置信息读取对应缓存中存储的电文;
5.5协议控制模块恢复接收到的电文,并依据ITU1371、ITU2092中要求进行解析、处理,并经接口转换模块发送至外部系统实现显示、记录。当接收到的电文需要回复时,协议控制模块依据ITU1371、ITU2092中要求形成回复电文,通过数据发送流程交由信息传输模块进行发送;
6)海上VHF频段自组织网络数据传输系统采用突发的方式进行数据传输,当有数据时,通过协议控制模块选择对应的传输时隙与传输参数进行传输,数据产生情况分为如下几种情况:
6.1依据ITU1371、ITU2092中要求,海上VHF频段自组织网络数据传输系统定期发送自身的静态、动态数据,生成对应电文进行传输;
6.2外部系统通过海上VHF频段自组织网络数据传输系统传输指令、数据时,生成对应电文进行传输;
6.3海上VHF频段自组织网络数据传输系统接收到其他系统发送的电文要求回复时,生成对应电文进行传输;
6.4当存在多个需要发送的电文时,依据需要发送电文的优先级、其使用时隙以及信道状态进行延时传输;
7)海上VHF频段自组织网络数据传输系统数据发送流程如图4所示,具体如下:
7.1通过步骤6获取发送的电文以及其发送使用的时隙m,在协议控制模块准备好电文后的时隙n(时隙n早于时隙m至少2时隙)开始时,协议控制模块向信息传输模块发送读取发射通道状态指令(指令标号为0x10)。
7.2信息传输模块接收到发射通道状态指令(指令标号为0x10)后,准备发送通道状态数据(数据标号为0x11),存入制定的寄存器中,信息传输模块生成中断信号;
7.3协议控制模块检测到步骤7.2生成的中断信号后,读取发送通道状态数据(数据标号为0x11),当获取的发送通道状态数据为非空闲状态(非0x00)时重复指令步骤7.1~7.2,如果等待超过一个时隙,则放弃本次发送。当获取的发送通道状态数据为空闲状态(非0x00)时,协议控制模块向信息传输模块发送数据及调制指令(1A1A2A3B1B2B3B4)2;
7.4信息传输模块接收7.3中发送的投递发送数据及调制指令(1A1A2A3B1B2B3B4)2后,信息传输模块依据A1A2A3确定传输通道,依据B1B2B3B4确定传输参数,具体如步骤9,信息传输模块依据获取的传输通道、传输参数针对传输电文进行预处理,随后信息传输模块进去等待下一个时隙立即发送的状态中;
7.5在确定的发送时隙m前一个时隙开始时刻,协议控制模块向信息传输模块发送读取发射通道状态指令(指令标号为0x10),重复步骤7.2;
7.6协议控制模块接收到7.2中发送的终端信号后,取发送通道状态,如选择的发送通道处于预处理中状态(状态填充为0x01)时,等待一段时间后重复7.5、7.6步骤;如选择的发送通道处于等待发送指令状态(状态填充为0x02)时,且步骤7.5、7.6持续时间未超过一个时隙,协议控制模块向信息传输模块发送下一时隙立即发送数据指令(指令标号为0x12),其余情况,放弃本次发送,协议控制模块与信息传输模块复位。
7.7信息传输模块接收到步骤7.6中发送下一时隙立即发送数据指令(指令标号为0x12)后,在下一个时隙(确定的传输时隙)开始时刻进行传输预处理后的电文调制、发送。
8)海上VHF频段自组织网络数据传输系统正常工作状态如图3所示,以每时隙十次的周期顺次检测步骤3中提到的配置更新流程、步骤4提到的外部传感器参数变化流程、步骤5提到的电文发送流程、步骤7中提到的电文接收四个流程,实现海上VHF频段自组织网络数据传输系统正常工作状态。
9)协议控制模块向信息传输模块发送的指令与数据如下表所示。
指令序号 | 实现的功能 | 使用的格式 | 备注 |
0x00 | 读取数据传输模块端时隙同步状态 | 查询指令 | |
0x02 | 接收通道状态 | 查询指令 | |
0x04 | 读取通道1接收数据 | 查询指令 | |
0x06 | 读取通道2接收数据 | 查询指令 | |
0x08 | 读取通道3接收数据 | 查询指令 | |
0x0A | 读取通道4接收数据 | 查询指令 | |
0x0C | 读取通道5接收数据 | 查询指令 | |
0x0E | 读取通道6接收数据 | 查询指令 | |
0x10 | 读取发送通道寄存器状态指令 | 查询指令 | |
(1A<sub>1</sub>A<sub>2</sub>A<sub>3</sub>B<sub>1</sub>B<sub>2</sub>B<sub>3</sub>B<sub>4</sub>)<sub>2</sub> | 投递发送数据及预处理 | 传输数据 | |
0x12 | 下一时隙立即发送数据 | 查询指令 |
指令格式为“指令序号”,即协议控制模块向信息传输模块发送对应指令序号即可,其中投递发送数据及调制指令按位格式为(1A1A2A3B1B2B3B4)2,各位置含义如下:
当(A1A2A3)2=(000)2:利用通道1发送数据;
当(A1A2A3)2=(001)2:利用通道2发送数据;
当(A1A2A3)2=(010)2:利用通道3发送数据;
当(A1A2A3)2=(011)2:利用通道4发送数据;
当(A1A2A3)2=(100)2:利用通道5发送数据;
当(A1A2A3)2=(101)2:利用通道6发送数据;
对于位(B1B2B3B4)2根据所选的发射通道不同,配置不同。具体如下:
对于通道1、通道2,(B1B2B3B4)2固定为(0000)2;
针对通道3、通道4,(B1B2B3B4)2固定为(0000)2;
针对通道5、通道6,(B1B2B3B4)2=(0001)2时,信息传输模块以MCS-1参数传输;
针对通道5、通道6,(B1B2B3B4)2=(0011)2时,信息传输模块以MCS-1参数传输;
针对通道5、通道6,(B1B2B3B4)2=(0101)2时,信息传输模块以MCS-1参数传输;
针对通道5、通道6,(B1B2B3B4)2为其他数据时,参数错误无效。
10)信息传输模块向协议控制模块发送的数据包含如下表所示。
数据序号 | 实现的功能 | 使用的格式 | 备注 |
0x01 | 信息传输模块时隙同步状态回复 | 指令回复 | 0x00的应答 |
0x03 | 接收通道状态回复 | 指令回复 | 0x02的应答 |
0x05 | 通道1接收数据回复 | 传输数据 | 0x04的应答 |
0x07 | 通道2接收数据回复 | 传输数据 | 0x06的应答 |
0x09 | 通道3接收数据回复 | 传输数据 | 0x08的应答 |
0x0B | 通道4接收数据回复 | 传输数据 | 0x0A的应答 |
0x0D | 通道5接收数据回复 | 传输数据 | 0x0C的应答 |
0x0F | 通道6接收数据回复 | 传输数据 | 0x0E的应答 |
0x11 | 发送通道状态回复 | 指令回复 | 0x10的应答 |
指令回复使用的格式为“数据序号+数据长度+填充”,具体如下表所示:
传输数据使用的格式为“数据序号+数据长度+数据”,其中数据长度为数据中内容长度,数据为接收到的电文。
11)系统工作状态参数如下表所示。
12)步骤2、步骤8过程中,协议控制模块周期性记录步骤11中提到的系统工作状态,记录周期为每时隙5次,并通过特定的接口与外部系统相连进行设备工作状态的显示与监视。
Claims (10)
1.一种海上VHF频段自组织网络数据传输系统,其特征在于:包括接口转换模块、协议控制模块以及信息传输模块;
接口转换模块实现系统与外部设备连接、数据存储、参数记录与配置、传输接口协议转换;
协议控制模块实现海上VHF频段自组织网络数据传输系统的链路层、网络层操作,同时进行设备状态监控、传输网络容量分析,通过主从的方式与信息传输模块协调工作;
信息传输模块实现海上VHF频段自组织网络数据传输系统的物理层操作,通过从属的方式与协议控制模块协调工作,包括发送通道、接收通道。
2.根据权利要求1所述的一种海上VHF频段自组织网络数据传输系统,其特征在于:所述信息传输模块具备在VHF频段多个要求信道的信号收发、处理能力。
3.一种海上VHF频段自组织网络数据传输方法,其特征在于步骤如下:
1)海上VHF频段自组织网络数据传输系统上电后进行系统初始化,
2)当外部系统配置海上VHF频段自组织网络数据传输系统参数时,接口转换模块接收外系统的配置指令后,解析、存储其中内容后,待协议控制模块周期查询时更新相关参数;
3)海上VHF频段自组织网络数据传输系统通过接口转换模块获取外部传感器测量数据,经协议转换后发送至协议控制模块,协议控制模块依据ITU1371、ITU2092标准调整传输时隙、传输周期以及电文内容;
4)海上VHF频段自组织网络数据传输系统接收数据电文;
5)海上VHF频段自组织网络数据传输系统进行数据电文发送流程,并确定发送的数据电文与对应的发送时刻。
4.根据权利要求1所述的一种海上VHF频段自组织网络数据传输方法,其特征在于:所述步骤1)中系统初始化流程如下:
1.1)接口转换模块读取存储的海上VHF频段自组织网络数据传输系统的记录数据,包括状态、配置、身份;同时向外部系统发送记录数据更新申请,若外部系统有反馈,则更新自身相关数据,否则保留原有数据;
1.2)协议控制模块发起身份数据查询业务,向接口转换模块询问海上VHF频段自组织网络数据传输系统的状态、配置、身份,接口转换模块回复相关信息后,依据获得的数据依据ITU1371、ITU2092协议配置传输周期、身份标示、占用时隙后等待一分钟;
1.3)在协议控制模块等待的一分钟内,信息传输模块在系统全部信道中进行监听,当接收、解调获取到电文时,则向协议控制模块发送数据传输中断,协议控制模块读取该中断后通过查询、反馈的方式实现接收的电文以及接收时信号质量、工作时隙的上报工作;
1.4)协议控制模块接收解析信息传输模块获取的电文,获取其中内容后通过接口转换模块发送至外部系统,同时结合各电文的信号质量以及其工作时隙参数获取时隙占用情况,进而获取自身工作时隙;
1.5)待一分钟后,海上VHF频段自组织网络数据传输系统初始化完成,开展正常工作。
5.根据权利要求1所述的一种海上VHF频段自组织网络数据传输方法,其特征在于:所述步骤4)海上VHF频段自组织网络数据传输系统数据电文接收流程如下:
4.1)信息传输模块在系统工作的各个信道中,依据时隙划分要求进行实时检测,捕获到接收信号后,将接收到的电文信息存入缓存并向协议控制模块发送中断;
4.2)协议控制模块接收到4.1)步骤中提到的中断后,向信息传输模块发送接收通道状态查询指令;
4.3)信息传输模块接收到4.2)步骤中提到的接收通道状态查询指令后,信息传输模块将接收信道状态打包存入对应寄存器,接收通道状态包含接收电文长度与存储缓存位置,并向协议控制模块发送中断;
4.4)协议控制模块接收到4.3)步骤中提到的中断后,在接收通道状态寄存器中读取接收电文长度与存储位置信息,并依据电文长度与存储缓存位置信息读取对应缓存中存储的电文;
4.5)协议控制模块恢复接收到的电文,并依据ITU1371、ITU2092中要求进行解析、处理,并经接口转换模块发送至外部系统实现显示、记录;当接收到的电文需要回复时,协议控制模块依据ITU1371、ITU2092中要求形成回复电文,通过数据发送流程交由信息传输模块进行发送。
6.根据权利要求5所述的一种海上VHF频段自组织网络数据传输方法,其特征在于:所述步骤5)中,当出现如下情况时,海上VHF频段自组织网络数据传输系统进行数据电文发送流程,情况如下:
a)当海上VHF频段自组织网络数据传输系统依据ITU1371、ITU2092中要求周期定时发送自身静态、动态数据时,系统生成对应电文、使用时隙进行发送流程;
b)当海上VHF频段自组织网络数据传输系统通过接口转换模块接收到外部系统的数据发送指令与内容时,系统生成对应电文、使用时隙进行发送流程;
c)当海上VHF频段自组织网络数据传输系统接收到步骤4.5)中接收到的需要回复的电文时,系统生成对应电文、使用时隙进行发送流程;
d)当存在多个需要发送的电文时,依据需要发送电文的优先级、其使用时隙以及信道状态进行延时传输。
7.根据权利要求5所述的一种海上VHF频段自组织网络数据传输方法,其特征在于:所述步骤5)中海上VHF频段自组织网络数据传输系统数据发送流程如下:
5.1)依据步骤5)确定发送电文与发送对应时刻后,协议控制模块提前若干时隙向信息传输模块发送读取发射通道状态指令;
5.2)信息传输模块接收到步骤5.1)中发送的读取发射通道状态指令后,准备发送通道状态数据,存入制定的寄存器中,向协议控制模块发送中断信号;
5.3)协议控制模块接收到步骤5.2)中发送的中断信号后,读取发送通道状态,若选择的发送通道忙则等待下一个时刻重复执行5.1)~5.2)步骤,若选择的发送通道空闲则向信息传输模块发送投递发送数据及调制指令;
5.4)信息传输模块接收步骤5.3)中发送的投递发送数据及调制指令后,选择对应信道与调制编码方案,并依据调制编码方案针对传输电文进行预处理;
5.5)确定传输时隙前一个时隙开始时,协议控制模块向信息传输模块发送读取发射通道状态指令,重复步骤5.2);
5.6)协议控制模块接收到步骤5.2)中发送的中断信号后,取发送通道状态,若选择的发送通道处于预处理中状态时,等待一段时间后重复步骤5.5)、5.6);若选择的发送通道处于等待发送指令状态时,且步骤5.5)、5.6)持续时间未超过一个时隙,协议控制模块向信息传输模块发送下一时隙立即发送数据指令,如果步骤5.5)、5.6)持续时间超过一个时隙,则放弃本次发送,协议控制模块与信息传输模块复位;
5.7)信息传输模块接收到步骤5.6)中发送下一时隙立即发送数据指令后,在下一个时隙开始时刻进行传输预处理后的电文调制、发送。
8.根据权利要求5所述的一种海上VHF频段自组织网络数据传输方法,其特征在于:海上VHF频段自组织网络数据传输系统正常工作状态时,周期性依次检测是否有配置更新、外部传感器参数是否变化、是否有电文发送、是否有电文接收四项内容,如出现对应情况则执行对应流程。
9.根据权利要求8所述的一种海上VHF频段自组织网络数据传输方法,其特征在于:步骤6)中所述如出现对应情况则执行对应流程具体对应关系如下:
6a当有配置更新时,对应返回步骤2);
6b当外部传感器参数发生变化时,对应返回步骤3);
6c当有电文接收时,对应返回步骤4);
6d当有电文发送时,对应返回步骤5)。
10.根据权利要求3-9任一所述的一种海上VHF频段自组织网络数据传输方法,其特征在于:所述海上VHF频段自组织网络数据传输系统工作过程中,协议控制模块周期记录工作状态参数,记录周期为每时隙5次。
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